蓖麻油用作轧钢工艺润滑油性剂性能的研究

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６２
ＣＨＩＮＡ
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ＡＮＤ
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２０１０
Ｖ０１．３５
Ｎｏ．１１
综合利用
蓖麻油用作轧钢工艺润滑油性剂性能的研究
李向钰，胡文云，满家鑫，刘
美
（武汉工业学院化学与环境工程学院，武汉４３００２３）
摘要：对蓖麻油作为轧钢工艺润滑油性荆的主要特性进行了研究。采用运动黏度测定仪研究了其
黏温性能，采用四球摩擦磨损试验机考察了其摩擦学性能，采用热重／差热综合热分析仪研究了其
热稳定性，并考察了其水解安定性。结果表明：蓖麻油作为轧钢工艺润滑油性剂具有良好的润滑性
能、清净性能以及水解安定性。
关键词：蓖麻油；轧钢；油性剂；润滑性
中图分类号：ＴＱ６４２；ＴＧ３３５
文献标志码：Ａ
文章编号：１００３—７９６９（２０１０）１１—００６２一０３
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近年来，随着钢铁工业的迅速发展，轧制润滑剂
的需求量也随之增大，同时对其使用性能提出了更
高的要求。不仅要求具有良好的润滑性能、冷却性
能、防锈性能、清净性以及化学稳定性，还要求在一
定程度上满足生态效应，减少对环境的污染¨。３
Ｊ。
油性剂通常在轧制润滑剂中所占的比例较大，
所以其性能是影响轧制润滑剂性能的决定因素。作
为传统轧制工艺润滑的油性剂有矿物油、合成油
（合成酯、合成烃）和植物油（棕榈油、椰子油等）。
矿物油难以生物降解，会直接污染水体和土壤；合成
酯合成工艺复杂、价格昂贵；国内目前多用植物油作
油性剂。蓖麻为世界上十大植物油料之一，中国为
第三生产大国，资源丰富，原料易得Ｈ
Ｊ。蓖麻油具
收稿日期：２０１０—０３—２９
作者简介：李向钰（１９８６），女，硕士研究生，主要从事金属加
工润滑剂方面的研究工作（Ｅ．ｍａｉｌ）ｌｉｘｙｌｌｌＩ＠１６３．ｅｏｍ。
通讯作者：胡文云，副教授，硕士生导师（Ｅ－ｍａｉｌ）ｈｕｗｅｎｙｕｎ
０６＠１６３．ｃｏｒｎ。
有抗磨性好，无毒，易生物降解，对环境没有不良影
响。在传统的轧制润滑剂研究中，尚比较少见直接
将蓖麻油用作轧钢工艺润滑油性剂的相关报道。我
国是产钢大国，轧钢润滑剂消耗量大，为缓解能源压
力、寻找石油的替代资源、提高轧钢润滑剂产品的竞
争力、更好地满足环境对轧钢润滑剂产品的要求，进
行蓖麻油基轧钢润滑剂的研究有着极为重要的社会
和经济意义。
１材料与方法
１．１仪器、试刺
ＣＨＢ２６５—０１型运动黏度测定仪，Ｄｉａｍｏｎｄ
ＤＳＣ
ＴＧ—ＤＴＡ
６３００型热重／差热综合热分析仪（美国
Ｐｅｒｋｉｎ
Ｅｌｍｅｒ公司），ＳＲ一１０型四球摩擦磨损试验
机，电热恒温鼓风干燥箱，电子万用炉。蓖麻油，市
售；合成酯，氢氧化钾，无水乙醇。
１．２分析方法
（１）采用毛细管黏度计（参照ＧＢ／Ｔ
２６５）测定
蓖麻油的运动黏度随温度的变化情况。
万方数据
２０１０年第３５卷第１１期
中国油脂
６３
（２）采用ＳＲ一１０型四球摩擦磨损试验机测试
产品的承载能力、抗磨性能。四球摩擦磨损试验所
用钢球为上海钢球厂生产的ＧＣｒｌ５二级钢球，其直
径为１２．７
ｍｍ，硬度为ＨＲＣ
５９—６ｌ。按照ＧＢ／Ｔ
３１４２－－１９８２方法评定蓖麻油在室温下的减摩抗磨
性能和承载能力（Ｐ。）及烧结负荷（ＰＤ）。长磨试验
条件为：时间３０
ｍｉｎ，转速１
２００
ｒ／ｍｉｎ，载荷３９２
Ｎ，
在光学显微镜上测定３个钢球的平均磨斑直径。
（３）采用Ｄｉａｍｏｎｄ
ＤＳＣ
ＴＧ—ＤＴＡ
６３００型热重／
差热综合热分析仪研究蓖麻油的热稳定性。将适量
样品密封在微型坩埚中，称重后放入仪器中，在氮气
保护下，以１０
ｏＣ／ｒａｉｎ的速率从０℃升至６００℃，同
时记录其热失重曲线。
（４）按ｌ：ｌ比例取适量蓖麻油和水在５０℃下恒
温，分别测定２４
ｈ和４８
ｈ时油层的酸值和水层的酸
值，并以合成酯做对比试验。
２结果与讨论
２．１
蓖麻油黏温性能
图ｌ给出了蓖麻油黏度随温度的变化情况。从
图１可以看出，随着温度的升高，蓖麻油的运动黏度
下降，这与一般润滑油的黏温性能相似。黏度作为
轧制润滑剂一个最重要的性能指标，直接影响到轧
制变形区油膜厚度。润滑剂黏度越高，油膜抗剪切
强度越大，所承受的压力也越大，润滑剂被挤出变形
区的可能性也越小，因而油膜厚度越大，在接触表面
的凹处首先形成流体动压池达到混合润滑范围，摩
擦系数降低。
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温厦／℃
图１蓖麻油黏温曲线
２．２蓖麻油摩擦学性能
经测定，蓖麻油的最大无卡咬负荷Ｐ。为６６７
Ｎ，烧结负荷Ｐ。达到ｌ
２３６
Ｎ。钢球平均磨斑直径
大小为０．５３
ｉｎｌｎ。由此可知，蓖麻油的减摩性能较
好，这是因为蓖麻油分子中含有极性羟基和不饱和
键，易在金属表面形成定向排列的多分子物理吸附
膜，从而起到减小摩擦的作用。钢球表面磨痕形貌
如图２所示。由图２可知，在显微镜下观察磨痕，深
度较浅，能够满足轧制工艺润滑油性剂的要求。
图２钢球表面磨痕形貌
２．３蓖麻油热稳定性
蓖麻油热重分析如图３所示。由图３可以看
出，蓖麻油的初始热分解温度为２９２．３４℃，外延起
始温度即蓖麻油的稳定温度为３６５．９７℃，而且在
４７５℃时基本热失重完全。钢板轧制后要进行退火
处理，改变金属的结晶状态，以满足其使用性能的要
求。工业上钢板轧制品的退火温度为５００
ｏＣ左右。
由热重分析结果可知，蓖麻油在５００
ｏＣ的退火条件
下能够挥发完全，满足后续退火工艺的要求，不会残
留，不会影响轧后钢板的表面清净性。
辞
＼
御
水
矮
温度／℃
图３蓖麻油热重分析
２．４蓖麻油水解安定性
轧制润滑剂常常以配制成乳化液的形式在现场
使用，如果润滑剂组分的水解安定性不好，遇水易分
解成酸性物质，则会使整个体系酸值增加，进而在使
用过程中对轧件造成腐蚀，影响板面质量。蓖麻油
和合成酯的水解安定性对比试验结果如表ｌ所示。
由表１可知，蓖麻油和合成酯在前２４
ｈ遇水生成少
量酸性物质，酸值有所增加，２４
ｈ之后油层的酸值
几乎不再发生变化，而且蓖麻油的水解安定性明显
优于现场使用的合成酯，完全能够替代合成酯满足
现场使用要求。
表１水解安定性试验结果
３结论
（１）蓖麻油的黏度较大，其黏温性能适合作轧
万方数据
摘要：

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